The invention relates to a method and a device for measuring underwater topography by using multi beam laser. The measuring method includes: 1) measuring instrument erection; 2) calibration of measuring instrument; 3) model measurement area preparation; \4). The measurement device comprises a storage module, synchronization module, long wavelength laser, short wavelength lasers, mirrors, dichroic mirror, big two camera. The beneficial effects of the device and the method are: 1, to provide a method and device for the new terrain measurement of water under different frequency light refraction principle based on the existing laser rangefinder can only be used for defects for the same medium is solved; 2, the method of the present invention belongs to the non-contact measurement, accurate and efficient solution the existing laser rangefinder indirect contact problems; 3, the invention provides a laser ranging method has higher accuracy than ultrasonic method; 4, dual frequency laser refraction in water depth model, two spot distance in millimeter range, so the picture can be used as the model of spot position was given elevation.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术一种利用多波束激光测量水下地形的方法和装置,属于水利测量领域。尤其涉及一种利用不同波长的激光测量测量透明水体底部地形的方法。
技术介绍
在水利测量领域,传统测量水下地形的方法一般采用垂线法和超声法。对于原型的水下地形测量,垂线法是在水面上利用钢丝绳吊挂铅鱼到水下地形表面上,测量钢丝绳的长度和倾斜角并参考干湿绳改正值计算得水深,利用水位与水深关系计算地形高程;超声法是指利用超声测深仪或者声学多普勒雷达或者多波束声波对水下地形进行扫描,通过脉冲声波的反射时间差计算水深,再通过水位换算地形高程。还有激光测距法,利用激光传播到水底反射回来的时间差计算水面到水底的距离,但是在原型中光线很容易被遮挡或者耗散。由于大气和水体的折射率不同,因此激光测距必须在同一介质内发射才能有效测量。对于模型的水下地形测量,垂线法就是利用一个尺子,利用固定在模型上的测桥作为参照,测量测桥固定高程位置到水下地形之间的距离,计算地形高程;在模型测量上也有应用超声发的声学多普勒雷达或者多波束声波进行水下地形扫描,但是声学测量方法相对复杂,尤其是在模型上水深较浅的情况下,声学换能器往往要求浸入水中足够深度,这样的条件在模型上很难满足,其应用受到很大限制。在模型测量中采用尺子的方法耗时耗力,而且由于测量人员是站在较高的测桥上测量低于其脚面的地形,在动床模型上很难保证尺子刚好到达动床泥沙的表面,因此其准确度也不高。对于现有的激光测距仪,由于大气和水体的折射率不同,因此激光测距必须在同一介质内发射才能有效测量。因此激光测距仪属于间接接触式装置,会对水体造成扰动。不适合在在水体运动过程中进行 ...
【技术保护点】
一种利用多波束激光测量水下地形的方法,其特征在于,所述的方法包括以下步骤:1)测量仪器架设;将多波束激光器以固定距离和角度架设在测量区域上方,保证其激光入射角范围在10°到80°之间,并将照相机固定在能够拍照整个测量区域和激光斑点的位置;2)测量仪器标定;在模型被测区域设置不同坡度和高差的斜坡,其高差覆盖模型试验结果可能的最高最低高程范围;模型充水到预定水位,控制多波束激光器对以上设置的斜坡进行扫描,并控制照相机同步照相,获得各个高程上不同波长激光的光斑,利用昊控技术开发的多波束高程软件计算各光斑中心所在位置的水深,通过模型水位和冻结基面换算模型相应位置的水深并通过已知高程值对测得数值进行修正;3)模型测量区域准备;动床模型试验完成后,将水位调整到预定水位,控制多波束激光器对整个待测区域进行扫描,并控制照相机同步照相;同步照相的扫描点密度可以根据所要求精度进行调整,优选地以5cm为步长交叉扫描纵边和横边;4)地形高程计算;将步骤3)的照相结果利用昊控技术开发的多波束高程软件计算各位置高程,并进行根据步骤2)中的修正参数进行修正。
【技术特征摘要】
1.一种利用多波束激光测量水下地形的方法,其特征在于,所述的方法包括以下步骤:1)测量仪器架设;将多波束激光器以固定距离和角度架设在测量区域上方,保证其激光入射角范围在10°到80°之间,并将照相机固定在能够拍照整个测量区域和激光斑点的位置;2)测量仪器标定;在模型被测区域设置不同坡度和高差的斜坡,其高差覆盖模型试验结果可能的最高最低高程范围;模型充水到预定水位,控制多波束激光器对以上设置的斜坡进行扫描,并控制照相机同步照相,获得各个高程上不同波长激光的光斑,利用昊控技术开发的多波束高程软件计算各光斑中心所在位置的水深,通过模型水位和冻结基面换算模型相应位置的水深并通过已知高程值对测得数值进行修正;3)模型测量区域准备;动床模型试验完成后,将水位调整到预定水位,控制多波束激光器对整个待测区域进行扫描,并控制照相机同步照相;同步照相的扫描点密度可以根据所要求精度进行调整,优选地以5cm为步长交叉扫描纵边和横边;4)地形高程计算;将步骤3)的照相结果利用昊控技术开发的多波束高程软件计算各位置高程,并进行根据步骤2)中的修正参数进行修正。2.一种利用多波束激光测量水下地形的方法,其特征在于,所述的昊控技术开发的多波束高程软件是基于以下原理开发的:两束重合的波长不同的激光从空气中入射到水中,由于色散原理,不同波长的光在水下地形上形成距离在毫米级的两色光斑,两色光斑的距离与入射光波长以及水面到地形的距离有关,当激光频...
【专利技术属性】
技术研发人员:阮哲伟,
申请(专利权)人:南京昊控软件技术有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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